基于MOOC思想的《醫(yī)學(xué)圖像處理》教學(xué)設(shè)計(jì)

劉燕茹　鄭艷芬　李麗娜　羅利霞

(包頭醫(yī)學(xué)院　內(nèi)蒙古 包頭　014040)

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基于MOOC思想的《醫(yī)學(xué)圖像處理》教學(xué)設(shè)計(jì)

劉燕茹鄭艷芬李麗娜羅利霞

(包頭醫(yī)學(xué)院內(nèi)蒙古 包頭014040)

針對《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程教學(xué)面臨的教師難講，學(xué)生難學(xué)問題，文章設(shè)計(jì)了基于MOOC思想的醫(yī)學(xué)圖像處理課程教學(xué)設(shè)計(jì)，并將其引入實(shí)際教學(xué)中.實(shí)踐教學(xué)表明,該課程教學(xué)設(shè)計(jì)不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)效率和課堂質(zhì)量，還積極推進(jìn)了“以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體，教師為學(xué)習(xí)主導(dǎo)”的教育理念.

MOOC醫(yī)學(xué)圖像處理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)課程教學(xué)設(shè)計(jì)

《醫(yī)學(xué)圖像處理》作為包頭醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)/醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)的專業(yè)選修課，是一門綜合了數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)等多個(gè)學(xué)科的交叉學(xué)科.該課程主要向?qū)W生講授利用數(shù)學(xué)的方法和計(jì)算機(jī)這一現(xiàn)代化的信息處理工具，對由不同的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備產(chǎn)生的圖像按照實(shí)際需要進(jìn)行處理和加工的技術(shù)[1].通過學(xué)習(xí)《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程使學(xué)生掌握醫(yī)學(xué)圖像處理的基本理論和基本方法，進(jìn)一步提高學(xué)生分析問題與實(shí)際操作醫(yī)學(xué)圖像處理的能力，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程具有如下特點(diǎn)：課程體系的學(xué)科交叉性強(qiáng)；課程的實(shí)踐性、推理性強(qiáng)；內(nèi)容更新速度快.

1　《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程教學(xué)中存在的問題

首先，《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程的先修課程有高等數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)等多門課程.然而在包頭醫(yī)學(xué)院學(xué)分制改革情況下，受總學(xué)時(shí)及專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)制約，學(xué)校醫(yī)學(xué)影像學(xué)/醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)理工科課程學(xué)時(shí)偏少，學(xué)生理工科知識背景薄弱，與醫(yī)學(xué)圖像處理課所需的先導(dǎo)知識不匹配.這給醫(yī)學(xué)圖像處理課程的教學(xué)帶來很大的困難.

其次，受長期教育機(jī)制、學(xué)習(xí)機(jī)制的影響，醫(yī)學(xué)影像學(xué)/醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)思維方式多以記憶/形象思維為主，與學(xué)習(xí)理工科課程所需的抽象思維、邏輯思維以及推理思維不相適應(yīng)，使得醫(yī)學(xué)圖像處理課程的教學(xué)難上加難.

最后，醫(yī)學(xué)影像學(xué)/醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)學(xué)生就業(yè)多以放射科技師或診斷師為方向.學(xué)生們更加重視諸如醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)、超聲診斷學(xué)、醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)學(xué)等醫(yī)學(xué)類課程.《醫(yī)學(xué)圖像處理》作為一門交叉性學(xué)科，既非主干課，同時(shí)學(xué)習(xí)難度又大，嚴(yán)重影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，該課程很難建立以學(xué)生為主、以教師為輔的學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，不利于學(xué)生終身學(xué)習(xí)的培養(yǎng).所以，《醫(yī)學(xué)圖像處理》面臨教師難講，學(xué)生難學(xué)的問題.

2　MOOC及其在課程教學(xué)中的應(yīng)用

大規(guī)模開放在線課程(Massive Open Online Courses，MOOC)，國內(nèi)有的直接音譯為“慕課”[2].慕課堅(jiān)持以學(xué)生為中心的價(jià)值取向，采取模塊化微視頻的課程呈現(xiàn)方式，并通過加強(qiáng)互動(dòng)與反饋和倡導(dǎo)在線學(xué)習(xí)社區(qū)，使學(xué)習(xí)者能在參與過程中產(chǎn)生一種沉浸感和全程參與感[3]，大大提升了在線教學(xué)的效率，受到眾多學(xué)習(xí)者的追捧.

自慕課在2008年被正式提出以來，就受到大量科研工作者的關(guān)注.2011年，MOOC在美國迅速崛起，來自190多個(gè)國家的16萬人注冊了斯坦福大學(xué)1門人工智能導(dǎo)論的免費(fèi)課程，通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，取得課程成績[2].2013年5月，清華大學(xué)與美國在線教育平臺EDX同時(shí)宣布，清華大學(xué)正式加盟EDX，成為EDX的首批亞洲高校成員之一[4].慕課在中國也取得了一定的成果.如基于MOOC的C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)思路探索[5]，基于MOOC理念的網(wǎng)絡(luò)信息安全系列課程教學(xué)改革[6]，基于MOOC平臺的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)系列課程建設(shè)研究[7]等.

3　基于MOOC的醫(yī)學(xué)圖像處理課程教學(xué)設(shè)計(jì)

針對上述《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程教學(xué)過程中存在的問題，筆者以建構(gòu)主義教學(xué)理論為指導(dǎo)，借鑒MOOC的教學(xué)思想，總結(jié)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，整合傳統(tǒng)以教師講授為主的教學(xué)模式和以學(xué)生探究、自主學(xué)習(xí)為主的現(xiàn)代教學(xué)模式，采用多元化的教學(xué)方法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一系列以學(xué)生為主、教師為輔的《醫(yī)學(xué)圖像處理》課堂教學(xué)模式，最終形成全新的《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程教學(xué)設(shè)計(jì)，并將其引入實(shí)際的課堂教學(xué)中.

3.1基于MOOC的醫(yī)學(xué)圖像處理課程教學(xué)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主、教師為輔的課程教學(xué)模式，筆者通過分析《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)對象，實(shí)施了如下課程教學(xué)設(shè)計(jì)：首先讓學(xué)生認(rèn)識到《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程雖然是專業(yè)選修課，但該課程對他們?nèi)蘸蠊ぷ?、深造有很重要的作用，讓學(xué)生從心理上對《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程有足夠的重視；其次《醫(yī)學(xué)圖像處理》比較難，有很多較復(fù)雜的算法，所以筆者將《醫(yī)學(xué)圖像處理》的教學(xué)內(nèi)容碎片化，并從簡到難、由淺入深，讓學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握《醫(yī)學(xué)圖像處理》中相關(guān)操作的算法.具體表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：

一是緒論部分，學(xué)生課下查找當(dāng)前醫(yī)學(xué)圖像處理的新研究和新應(yīng)用，主要針對醫(yī)學(xué)圖像處理的各種應(yīng)用進(jìn)行碎片化，課上以小組討論的方式進(jìn)行討論學(xué)習(xí)、探討，在每一個(gè)應(yīng)用(如虛擬人體計(jì)劃等)國內(nèi)、外當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r以及發(fā)展差距，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、查找文獻(xiàn)、團(tuán)隊(duì)合作等方面的能力.

二是算法方面，基于不同的醫(yī)學(xué)圖像處理如線性灰度變換、開窗顯示、圖像旋轉(zhuǎn)、圖像放大、圖像濾波與銳化、圖像的分割、圖像三維重建等，分別針對算法的數(shù)學(xué)公式、算法的實(shí)例演練、算法中各參數(shù)對算法的貢獻(xiàn)分析等知識點(diǎn)進(jìn)行碎片化，讓學(xué)生課下預(yù)習(xí)，課上在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行分組討論，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)模式.從而，以培養(yǎng)學(xué)生醫(yī)學(xué)圖像處理的知識、行為、素質(zhì)方面的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生達(dá)到知其然必知其所以然的學(xué)習(xí)效果，為以后的工作、深造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

3.2基于MOOC思想開窗顯示的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

基于MOOC思想的開窗顯示教學(xué)內(nèi)容的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)考慮到醫(yī)學(xué)影像學(xué)/醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生更關(guān)心醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)和醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)學(xué)等課程的心理特點(diǎn)，課堂導(dǎo)入時(shí)通過學(xué)生在電腦上打開一幅高精度的肺部醫(yī)學(xué)圖像(圖像分辨率為4096*4096，圖像的灰度級為4096)，讓學(xué)生認(rèn)識到該教學(xué)內(nèi)容對他們很重要.具體 “碎片化”課堂教學(xué)設(shè)計(jì)如下.

第一個(gè)碎片：教師演示醫(yī)學(xué)圖像處理軟件中開窗顯示功能，讓學(xué)生認(rèn)識開窗顯示的意義，通過學(xué)生分組討論，推導(dǎo)開窗顯示的數(shù)學(xué)公式.

第二個(gè)碎片：根據(jù)上述公式，讓學(xué)生通過實(shí)例手工模擬開窗顯示操作，從而得出開窗顯示的算法.

第三個(gè)碎片：教師演示醫(yī)學(xué)圖像處理軟件中開窗顯示功能(固定窗寬、改變窗位和固定窗位、改變窗寬)，讓學(xué)生觀察窗寬和窗位對開窗顯示的貢獻(xiàn)，通過分組討論,讓學(xué)生找出窗寬、窗位對開窗顯示貢獻(xiàn)的數(shù)學(xué)原理.

3.3改革考核評價(jià)體系

作為檢驗(yàn)教學(xué)效果的有效方法，教學(xué)評價(jià)對提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率也有著功不可沒的作用.然而，傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)圖像處理考核體現(xiàn)了應(yīng)試教育的弊端(平時(shí)成績占30%，期末成績占70%)，這種評價(jià)體系更加注重總結(jié)性評價(jià)，忽視了學(xué)生形成性評價(jià)即平時(shí)的努力.所以針對上述課程教學(xué)設(shè)計(jì)，新的考核機(jī)制需更注重形成性評價(jià)(注重過程)，所以綜合

性評價(jià)體系應(yīng)運(yùn)而生，學(xué)生的課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)和期末考試各占五成比例.這種評價(jià)機(jī)制改變了以往注重結(jié)果的考核制度，有利于教師在動(dòng)態(tài)中掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和情況；而且，課堂實(shí)踐的考核更加有利于小組內(nèi)成員的團(tuán)隊(duì)合作精神的增強(qiáng)，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性和自覺能動(dòng)性的培養(yǎng).

4　結(jié)論

綜上所述，筆者通過分析《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程教學(xué)過程中存在的問題，以及MOOC的優(yōu)勢和當(dāng)前的成功應(yīng)用，設(shè)計(jì)并實(shí)施了基于MOOC思想的醫(yī)學(xué)圖像處理課程教學(xué)設(shè)計(jì)，在動(dòng)態(tài)教學(xué)中提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和課堂質(zhì)量，并積極推進(jìn)了“以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體，教師為學(xué)習(xí)主導(dǎo)”的教育理念以及“終身學(xué)習(xí)”的教育理念.

1聶生東,邱建峰,鄭建立.醫(yī)學(xué)圖像處理.上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2013.1～3

2李曼麗,張羽,黃振中.慕課正醞釀一場新教育革命.中國青年報(bào),2013-5-23(3)

3Boxall, M.. MOOCs: A massive opportunity for higher education, or digital hype?[OL].The Guardian, http://www.theguardian.com/higher-education-net-work/blog/2012/aug/08/mooc-coursera-higher-education-investment4大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程． http://baikebaidueom/view/10187188htm． 2013

5王 蕊，余華敏．基于MOOC的C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)思路探索. 軟件工程師,2015,18(3):60～61

6徐明，龍軍. 基于MOOC理念的網(wǎng)絡(luò)信息安全系列課程教學(xué)改革. 高等教育研究學(xué)報(bào),2013,36(3):16～19

7茍燕，趙希武. 基于MOOC平臺的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)系列課程建設(shè)研究. 內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào) (教育科學(xué)版),2015,28(3):148～150

劉燕茹(1982-)，女，碩士，講師，研究方向?yàn)獒t(yī)學(xué)影像技術(shù).

2016-04-06)